Nestejäähdyttimen hyödyntäminen energiakaivon keruupiirin jälki lämmityksessä

Abstract

Energiakaivo on syvä maahan porattu reikä, tutkitussa kohteessa 800 metriä. Kaivoa käytetään maalämpöpumpun lämmönlähteenä. Energiakaivoon asennetaan keruupiiri, jossa keruuneste kiertää keräämässä lämpöä maaperästä. Energiakaivo on tehokas tapa tuottaa energiaa, mutta sen hyötysuhdetta olisi mahdollista parantaa nestejäähdyttimen avulla. Tässä työssä tutkittiin nestejäähdyttimen vaikutusta energiakaivon energian tuottoon.

Opinnäytteen tavoitteena oli selvittää nestejäähdyttimen vaikutusta energiakaivon toimintaan. Lisäksi tarkasteltiin maalämpöpumpun tuottamaa lämpötehoa ilman nestejäähdytintä sekä vertailua lämpötehoon nestejäähdyttimen kanssa. Tavoitteena oli selvittää, kuinka paljon koko järjestelmän vuosihyötysuhde muuttuisi ja kuinka paljon nestejäähdytin tuottaisi lämpöenergiaa. Tarkoituksena oli pohtia myös, mitä haasteita nestejäähdyttimen käyttäminen voisi pitää sisällään tässä käyttötarkoituksessa.

Työssä syvennyttiin maalämpöjärjestelmän kannalta keskeisiin asioihin, kuten energiakaivon, maalämpöpumpun ja nestejäähdyttimen toimintaan. Lisäksi syvennyttiin teoreettisesti lämmön siirtymiseen, mikä liittyy olennaisesti tutkittavaan järjestelmään. Tutkitun kohteen nestejäähdytintä ja maalämpöpumppua esiteltiin myös ja kerrottiin niistä olennaiset tiedot. Kaivossa käytettyä keruuliuosta ja kylmäainetta tarkasteltiin ja vertailtiin hieman, mitä muita vastaavia käytetään.

Työssä selvitettiin, kuinka paljon nestejäähdytin teoreettisesti voi tuottaa lämpöenergiaa ja kuinka paljon siitä jää energiakaivon lataamiseksi. Maalämpöpumpun tuottama lämpöenergia voitiin mitata nestejäähdyttimen kanssa ja ilman nestejäähdytintä sekä vertaamaan tuloksia toisiinsa. Tuloksista huomattiin, että SCOP paranee nestejäähdyttimen puhaltimen oikealla optimoinnilla. Lisäksi nestejäähdyttimen avulla voidaan lähes kaksinkertaistaa järjestelmän lämmöntuotanto. Työssä tunnistettiin riskejä nestejäähdyttimen jäätymisvaaran kanssa.